Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повьшение надежности работы противофильтрационного устройства (ПУ) за счет снижения значений выходных градиентов напора. Расположенное на непроницаемом основании 1 ПУ содержит водоупорный элемент (ВЭ) 2, выполненный из связного грунта , и расположенный в концевой части подошвы ВЭ зуб 3. Грани зуба 3 - низовая и примыкающая к ней со стороны основания 1 - образуют острьш угол 0 , расположенный на низовых гранях ВЭ и зуба. Фильтр 4 заглублен в основание 1 ниже зуба по всей его низовой грани. Жидкость фильтруется через ВЭ и зуб 3, попадает в фильтр 4 и отводится за пределы ПУ. Заглубление фильтра 4 в основание 1 ниже зуба 3 по всей его низовой грани ориентирует направление фильтрационного потока в зубе 3 в сторону низовой грани, и при остром угле 9 обеспечивается снижение значений выходных градиентов напора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с Ё Фиг.{

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„136.1 235 А 1 (51)4 E 02 В 7 06 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4098320/29-15 (22) 22. 05. 86 (46) 23. 12.87. Бюл. № 47 (71) Кабардино-Балкарский агромелиоративный институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации и гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) В.П. Недрига, К.Н. Анахаев, M.ß. Дидович и Е.В. Ткаченко (53) 627.824(088.8) (56) Розанов Н.Н. Плотины из грунтовых материалов. — M., 1983, с. 178.

Проектирование и строительство больших плотин. Вып. 4, по материалам

IX Международного конгресса по большим плотинам. — M. Энергия, с. 145. (54) ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

КАМЕНН0-ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения — повышение надежности работы противофильтрационного устройства (ПУ) за счет снижения значений выходных градиентов напора. Ðàñположенное на непроницаемом основании 1 ПУ содержит водоупорный элемент (ВЭ) 2, выполненный из связного грунта, и расположенный в концевой части подошвы ВЭ зуб 3. Грани зуба 3— низовая и примыкающая к ней со стороны основания 1 — образуют острый угол 8, расположенный на низовых гранях ВЭ и зуба. Фильтр 4 заглублен в основание 1 ниже зуба по всей его низовой грани. Жидкость фильтруется через ВЭ и зуб 3, попадает в фильтр 4 и отводится sa пределы ПУ. Заглубление фильтра 4 в основание 1 ниже зуба 3 по всей его низовой грани ориентирует направление фильтрационного потока в зубе 3 в сторону низовой грани, и при остром угле 8 обеспечивается снижение значений выходных градиентов напора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1361235

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к строительству каменно-земляных плотин, и может быть применено при сооружении энергетических, ирригационных и водохозяйственных гидроузлов, а также ограждающих дамб, объектов промышленной гидротехники: хвостохранилищ, шламонакопителей и накопителей промстоков, в которых одним из главных конструктивных элементов является противофильтрационное устройство.

Цель изобретения — повышение надежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения зна чений выходных градиентов напора, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, поперечное сечение; на 20 фиг. 2 и 3 — варианты противофильтрационного устройства, когда поперечный профиль зуба выполнен треугольной формы.

Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины, расположенное на непроницаемом основании l включает водоупорный элемент 2 из связного грунта, зуб 3, расположенный в концевой части подошвы водо- З0 упорного элемента 2 и выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости грунта водоупорного элемента 2. Устройство включает также фильтр 4, расположенный на низовой грани водоупорного элемента 2 и заглубленный в основание 1 ниже зуба 3 вдоль всей его низовой грани.

Грани зуба З.,низовая и примыкающая к ней со стороны непроницаемого ос- 40 нования 1, образуют между собой острый угол 8 . Поперечный профиль зуба 3 может быть также выполнен треугольной формы.

Непроницаемым основанием 1 противофильтрационного устройства каменно-земляной плотины считается основание, отношение коэффициента фильтрации которого К к коэффициенту 50 фильтрации грунта водоупорного элемента 2 К составляет не более

Ко

0,02 (— «(0,02) . Основание 1 может быть непроницаемым как в результате природного генезиса, так и в результате инженерного воздействия на него, например укрепительной цементации, покрытия поверхности основания битумными или полимерными материалами и т.п.

Устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации противофильтрационного устройства им воспринимается весь напор, действующий на плотину, в результате чего жидкость фильтруется через водоупорный элемент 2, который в целях снижения рас- хода и скоростей фильтрационного потока выполняют из связного грунта, и зуб 3, выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости грунта водоупорного элемента 2 в целях сохранения однородности движения фильтрационного потока. Профильтровавшаяся через водоупорный элемент 2 и зуб 3 жидкость выклинивается на низовых гранях водоупорного элемента 2 и зуба 3 и попадает в фильтр 4. Последний защищает материал водоупорного элемента и зуба 3 от фильтрационных деформаций и подводит профильтровавшуюся жидкость к сбросному коллектору (не показан).

Заглубление фильтра 4 ниже зуба 3 по всей его низовой грани ориентирует направление фильтрационного потока в зубе 3 в сторону низовой грани, при этом острый угол 8 между гранями зуба 3, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого основания

1, снижает значение выходных градиентов напора (r ) в противофильтрационном устройстве по высоте высачивания. Соблюдение условия

sind

9= асс Сан -- у„ - —— к. вык обеспечивает равенство выходного контактного градиента напора по непроницаемому основанию (? " "„„ ) его максимаЛьно допустимому значению по условиям фильтрационной прочности материала a, — угол между низовой гранью зуба 3 и горизонтальной плоскостью со стороны фильтра 4. Переориентация направления фильтрационного потока в сторону низовой грани зуба 3 обеспечивает снижение значений угла р между линиями тока и низовой гранью водоупорного элемента 2 и зуба 3, а следовательно, и снижение значений выходных градиентов напора (I ц„) по высоте высачивания.

Формула и з обретения

1. Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины, рас1361235 положенное на непроницаемом основаНии, включающее водоупорный элемент из связного грунта с фильтром на низовой грани и зуб, расположенный в концевой части подошвы водоупорного элемента, выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 1ð с целью повышения надежности работы противофильтрационного устройства за счет снижения значений выходных градиентов напора, грани зуба, низовая и примыкающая к ней со стороны непро- 15 ницаемого основания, образуют между собой острый угол, а фильтр заглублен в основание ниже зуба по всей его низовой грани.

2. Устройство по п.1, о т л и —, ч а ю щ е е с я тем, что поперечный профиль зуба выполнен треугольной формы.

8=

sin o

/ асс сов

<. вых где 6— угол между гранями зуба, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого ocl нования; — угол между низовой гранью зуба и горизонтальной плоскостью со стороны фильтра; допустимый по условиям фильтрационной прочности материала зуба выходной градиент напора вдоль контакта граней зуба с непроницаемым основанием. дою

I . вь<х

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что острый угол между гранями зуба, низовой и примыкающей к ней со стороны непроницаемого основания, определяется зависимостью

Составитель В. Казаков

Редактор О. Юрковецкая Техред M.Äèäûê Корректор В. Бутяга Заказ 6202/32 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4